CN207516207U - 新型激光颗粒物传感器及设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型激光颗粒物传感器及设备，新型激光颗粒物传感器包括：封盖、外壳及设置于由所述封盖和所述外壳围成的腔体内部的光学结构件、风机和感应电路板；所述光学结构件的四周边沿与所述外壳的内侧壁固定，所述光学结构件上设置有风机固定槽，所述风机安装于所述风机固定槽内；所述感应电路板设置于由所述光学结构件、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所述感应电路板与所述外壳的内侧壁及所述风机的侧壁固定，达到结构更紧密，结构分布更加合理，体积小的技术效果。

Description

新型激光颗粒物传感器及设备

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是涉及一种新型激光颗粒物传感器及设备。

背景技术

PM2.5指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物。PM2.5浓度直接影响着环境空气质量。弹性光散射测量法具有速度快、灵敏度高等特点，是监测气溶胶粒子浓度的主要方法之一。气体中的粒子在光的照射下会发生散射，散射光强度和粒子大小有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积的增加而增大。这样只要测定散射光的强度就可推知粒子的大小。

采用弹性光散射测量法的PM2.5浓度传感器的基本工作过程如下：空气中的粒子在光束的照射下会产生与粒子大小成比例的散射光信号，该散射光信号通过光电探测器和前置放大电路后转换为适当幅度的电压脉冲信号，再经过电子线路的甄别，从而完成对电脉冲信号的分档计数。此时，电压脉冲数量对应于微粒的个数，电压脉冲的幅值对应于粒子的大小。

在先技术的采用弹性光散射测量法的PM2.5浓度传感器存在如下缺点：现有的PM2.5传感器大多包含激光模组、风机、风道以及检测电路，各个部件之间集成度不高，结构不紧凑，造成空间的浪费，体积过大。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种新型激光颗粒物传感器及设备，以缓解现有技术中存在的现有的PM2.5传感器体积过大的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种新型激光颗粒物传感器，包括：封盖、外壳及设置于由所述封盖和所述外壳围成的腔体内部的光学结构件、风机和感应电路板；

所述光学结构件的四周边沿与所述外壳的内侧壁固定，所述光学结构件上设置有风机固定槽，所述风机安装于所述风机固定槽内；

所述感应电路板设置于由所述光学结构件、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所述感应电路板与所述外壳的内侧壁及所述风机的侧壁固定。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述光学结构件包括：激光管和透镜组；

所述激光管与所述透镜组同轴固定，所述激光管发出的激光经过所述透镜组后聚焦在包含所述透镜组的焦点的光敏区内。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述透镜组包括：第一透镜和第二透镜；

所述第一透镜和所述第二透镜同轴固定。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述感应电路板上设置有光敏元件，用于感应所述光敏区内的光强度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述感应电路板上还设置有处理器，用于根据所述光强度计算颗粒物浓度。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，风机的气流输出口与所述光敏区连通。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，还包括：屏蔽壳；

所述感应电路板设置于由所述感应电路板、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所述屏蔽壳与所述感应电路板层叠设置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，所述屏蔽壳的底面的形状与所述感应电路板的形状相同，所述屏蔽壳的侧壁围栏垂直于所述底面，用以包围所述感应电路板。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，所述封盖由屏蔽材料制成。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种设备，该设备包含如第一方面所述的新型激光颗粒物传感器。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：本实用新型光学结构件、风机和感应电路板设置于由所述封盖和所述外壳围成的腔体内部，所述光学结构件的四周边沿与所述外壳的内侧壁固定，所述光学结构件上设置有风机固定槽，所述风机安装于所述风机固定槽内；所述感应电路板设置于由所述光学结构件、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所述感应电路板与所述外壳的内侧壁及所述风机的侧壁固定，结构更紧密，结构分布更加合理，体积小。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的新型激光颗粒物传感器的一种爆炸图；

图2为本实用新型实施例提供的光学结构件的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的光学结构件与风机安装位置示意图；

图4为本实用新型实施例提供的新型激光颗粒物传感器的另一种爆炸图。

图标：01-封盖；02-外壳；03-光学结构件；04-风机；05-感应电路板；06-激光管；07-透镜组；08-第一透镜；09-第二透镜；10-屏蔽壳。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前PM2.5传感器大多包含激光模组、风机、风道以及检测电路，各个部件之间集成度不高，结构不紧凑，造成空间的浪费，体积过大，基于此，本实用新型实施例提供的一种新型激光颗粒物传感器及设备，结构更紧密，结构分布更加合理，体积小。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种新型激光颗粒物传感器进行详细介绍，如图1所示，新型激光颗粒物传感器包括：封盖01、外壳02及设置于由所述封盖01和所述外壳02围成的腔体内部的光学结构件03、风机04和感应电路板05。

所述光学结构件03的四周边沿与所述外壳02的内侧壁固定，所述光学结构件03上设置有风机固定槽，所述风机04安装于所述风机固定槽内。光学结构件的支撑骨架可以为矩形板状，在支撑骨架上设置有多个用于安装零部件的限位槽，在实际应用中，如图2所示，可以为了方便将感应电路板设置为规则形状，可以将所述风机固定槽设置于支撑骨架的一个角上，这样，风机与外壳之间将会形成L形的空间，所述感应电路板设置于由所述光学结构件、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所以感应电路板的形状也为与L形空间相适配的L形，所述感应电路板与所述外壳的内侧壁及所述风机的侧壁固定。

封盖的作用是内部的激光和外部的自然光不会干扰，另外也使内部风机形成的气流不受外部气流的干扰。光学结构件03、风机04和感应电路板05设置于封盖与外壳形成的腔体内主要是为了保护光学结构件03、风机04和感应电路板05。

在本实用新型实施例中，如图3所示，所述光学结构件包括：激光管06和透镜组07；

所述激光管06与所述透镜组07同轴固定，所述激光管06发出的激光经过所述透镜组07后聚焦在包含所述透镜组07的焦点的光敏区内。

在本实用新型实施例中，由于激光管发射的激光是存在发散角的，所以需要通过透镜把激光聚焦到一点上，在这点上光强最强，这样，气流里面的颗粒物经过这个焦点时就会产生较大的散射光，我们把包含这个焦点的区域称之为光敏区，

所述透镜组07包括：第一透镜08和第二透镜09；

所述第一透镜08和所述第二透镜09同轴固定，这里的轴可以指第一透镜和第二透镜的光轴位于同一直线上。

在本实用新型实施例中，所述感应电路板上设置有光敏元件，用于感应所述光敏区内的光强度。

光敏去内的激光能够被感应电路板上的光敏元件感应到，光敏元件将光照转化为电信号。

在本实用新型实施例中，所述感应电路板上还设置有处理器，用于根据所述光强度计算颗粒物浓度。

由于，气流中的颗粒物经过光敏区时会产生散射光，小一点的颗粒产生的散射光弱，大的颗粒物产生的散射光较强，散射光的大小与转化成的电信号大小正相关，所以可以通过判断电信号的大小等方式反推颗粒物的大小，进而固定的时间内，检测到的颗粒物数量以及每个颗粒物的大小能够确定，则可以计算PM2.5浓度。

在本实用新型实施例中，风机的气流输出口与所述光敏区连通。风机的作用是产生气流，能保证内部气体流通，这样气体流经激光光敏区，气体里面的颗粒物会形成散射光。

如图4所示，在本实用新型实施例中，还包括：屏蔽壳10；

所述感应电路板设置于由所述感应电路板05、所述风机04的侧壁和所述外壳02围成的空间内，所述屏蔽壳10与所述感应电路板05层叠设置。

所述屏蔽壳10的底面的形状与所述感应电路板的形状相同，所述屏蔽壳的侧壁围栏垂直于所述底面，用以包围所述感应电路板。屏蔽壳10的作用是屏蔽外部电磁干扰。

所述封盖01由屏蔽材料制成。这样，封盖和屏蔽壳10之间形成的空间将会是能够屏蔽外部电磁干扰的空间，设置于屏蔽空间内的感应电路板将不会被外部电磁干扰。

在本实用新型的又一实施例中，还提供一种设备，该设备包含前述实施例所述的新型激光颗粒物传感器。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种新型激光颗粒物传感器，其特征在于，包括：封盖、外壳及设置于由所述封盖和所述外壳围成的腔体内部的光学结构件、风机和感应电路板；

所述光学结构件的四周边沿与所述外壳的内侧壁固定，所述光学结构件上设置有风机固定槽，所述风机安装于所述风机固定槽内；

所述感应电路板设置于由所述光学结构件、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所述感应电路板与所述外壳的内侧壁及所述风机的侧壁固定。

2.根据权利要求1所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，所述光学结构件包括：激光管和透镜组；

所述激光管与所述透镜组同轴固定，所述激光管发出的激光经过所述透镜组后聚焦在包含所述透镜组的焦点的光敏区内。

3.根据权利要求2所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，所述透镜组包括：第一透镜和第二透镜；

所述第一透镜和所述第二透镜同轴固定。

4.根据权利要求3所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，所述感应电路板上设置有光敏元件，用于感应所述光敏区内的光强度。

5.根据权利要求4所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，所述感应电路板上还设置有处理器，用于根据所述光强度计算颗粒物浓度。

6.根据权利要求5所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，风机的气流输出口与所述光敏区连通。

7.根据权利要求6所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，还包括：屏蔽壳；

所述感应电路板设置于由所述感应电路板、所述风机的侧壁和所述外壳围成的空间内，所述屏蔽壳与所述感应电路板层叠设置。

8.根据权利要求7所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，所述屏蔽壳的底面的形状与所述感应电路板的形状相同，所述屏蔽壳的侧壁围栏垂直于所述底面，用以包围所述感应电路板。

9.根据权利要求8所述的新型激光颗粒物传感器，其特征在于，所述封盖由屏蔽材料制成。